专利名称：传动装置及使用该传动装置的牵引电机模块的制作方法
技术领域：
本公开涉及一种传动装置及使用该传动装置的牵引电机模块。
背景技术：
脚踏车可以是例如仅由骑自行车人向脚踏板施加的力来提供驱动的传统脚踏车，这种脚踏车有时被称为“自行车”。近来,脚踏车已经逐渐演变为,例如，电动助力车、EAPC (electrically-assistedpedal cycle,电动助力脚踏车)、电动车或电动自行车(e_bike)。电动助力脚踏车(EAPC)或电动自行车通过电机以使用电能来辅助骑自行车人踩踏板的方式来工作。已经尝试了一些布置电机的方法，近来的一种方法是将电机和传动装置嵌入形成前轮或后轮的轮毂中。该轮毂与其中的电机和传动装置一体形成。2011年8月5日提交的韩国专利注册No. 10-1055022公开了这种类型的电动自行车电机的一个例子。轮毂包括外壳和固定轴。电机布置在轮毂外壳中，并且固定轴固定到电动自行车或电动摩托车(e-scooter)车架的前轮或后轮。因此,轮毂外壳相对于固定轴转动,从而转动耦接到轮毂外壳的自行车车轮。电机被放置在轮毂外壳中，从而通过电磁作用转动转轴。电机的电机外壳相对于轮毂外壳是固定的，并且可转动地布置在电机外壳中心的转轴将转动效应传递到一体形成在转轴末端的太阳齿轮，由此将动力供应到包括太阳齿轮的传动装置。传动装置设置有与太阳齿轮啮合的多个行星齿轮，和布置在传动装置的边缘以与所述行星齿轮啮合的齿圈，由此传动装置以减小的速率接收转轴的转动效应。同时，所述齿圈的与所述行星齿轮哨合的内周表面的另一表面设置有卡爪件，以实现齿轮传动，其中卡爪件一体地形成在和与所述多个行星齿轮啮合的齿轮件相对的表面，从而通过向前和向后转动加倍地抓住传动装置。与所述齿轮件和所述卡爪件一体形成的所述齿圈通过冷锻或热锻过程来制造，从而出现以下问题，所述齿轮件被制造为正齿轮产生噪声和制造成本增加，并且出没有其它工程过程能够生产所述齿圈。
发明内容
本发明的提出是为了解决现有技术中出现的上述问题，因而本发明若干实施例的目的是提供被构造为通过改进包括在传动装置中的卡爪的结构来减少组装部件和组装过程的数量以及制造成本的牵引电机模块，其中所述传动装置改变包围牵引电机的轮毂单元的转速。。另一个目的是提供一种通过将常规的齿圈形状的正齿轮改变为相比正齿轮产生较少噪声的斜齿轮而在结构上有改进的电动自行车电机的传动装置。在本公开一个总的方面，提供一种电动自行车电机的传动装置，该传动装置包括与太阳齿轮啮合的多个行星齿轮，传递电机的转轴的动力；齿圈，包括与行星齿轮的内周表面啮合的齿轮件和形成在所述齿轮件的另一端从而根据向后和向前转动来改变动力的方向的卡爪件，其中所述齿轮件和所述卡爪件是单独的部件；以及连接单元，将所述齿轮件与所述卡爪件连接，以防所述齿轮件和所述卡爪件相对于轴向空转，其中，所述多个行星齿轮和齿圈的所述齿轮件设置为斜齿轮。优选但不是必要地，所述连接单元包括多个容纳槽，形成在所述齿轮件处所述卡爪件的连接器的内周表面；以及容纳凸耳，周向地和突出地形成在所述卡爪件处所述齿轮件的连接器的周边，以便与所述容纳槽耦接，其中所述容纳槽和所述容纳凸耳被压装。 优选但不是必要地，所述容纳凸耳突出地形成在环形板件的周边，该环形板件向所述卡爪件的周向延伸地形成。优选但不是必要地，所述容纳和所述容纳凸耳是这样的，连接到所述齿圈中心的虚设线之间的内角垂直地布置。优选但不是必要地，所述连接单元包括环形板件，延伸地形成在所述齿轮件处所述卡爪件的所述连接器的内周表面，以具有与所述卡爪件的内径相对应的直径；插入孔，形成在所述支撑板上，进入到所述支撑板；多个插入凸耳，一体地形成在所述卡爪件处，以插入地耦接到所述插入孔中，其中所述插入孔与所述插入凸耳通过压装方法耦接。优选但不是必要地，所述插入凸耳在所述环形板件的与所述齿轮件相对的表面上向插入方向突出地形成，所述环形板件向所述卡爪件的周向延伸地形成。优选但不是必要地，所述支撑板和所述板件互相表面接触。优选但不是必要地，所述插入孔和所述插入凸耳是这样的，连接到所述齿圈中心的虚设线之间的内角垂直地布置。优选但不是必要地，所述齿圈由钢、塑料和烧结物中的任意一种形成。在本公开的另一方面，提供一种牵引电机模块，所述模块包括电机单元，包括向前和向后转动的转轴；轮毂单元，包围所述电机单元并且相对于所述电机单元转动；第一传动单元，包括通过所述转轴传送的动力转动的第一齿圈；第二传动单元，紧固到所述轮毂单元并且包括第二齿圈，该第二齿圈进一步包括低速齿圈和高速齿圈；以及卡爪，包括沿向前方向转动的所述第一齿圈、将所述第一齿圈与所述低速齿圈连接的第一卡爪、以及通过向后转动将所述第一齿圈与所述高速齿圈连接的第二卡爪，其中所述卡爪形成为长度比所述第一齿轮和所述第二齿圈的圆周长度短。优选但不是必要地，当俯视时，所述卡爪形成为基于所述第一齿圈和所述第二齿圈的各自中心的弧形。优选但不是必要地，当俯视时，所述卡爪形成为90°角。优选但不是必要地，至少两个卡爪串联地耦接。优选但不是必要地，在所述第一卡爪和所述第二卡爪的每个侧表面处形成耦接槽，并且所述第一卡爪和所述第二卡爪的与所述每个侧表面相对的另一个侧表面形成有耦接到所述耦接槽的凸耳。优选但不是必要地，所述第一卡爪和所述第二卡爪中的每一个包括具有相同曲率的弯曲的侧板；形成在各个侧板处的销固定孔；插入到所述销固定孔中的动力传送销；和防止所述动力传送销脱离的销阻挡件。优选但不是必要地，三个动力传送销形成在所述侧板处。优选但不是必要地，所述第一传动单元包括耦接到所述转轴的太阳齿轮、耦接到所述太阳齿轮并与所述第一齿圈内切的多个行星齿轮、以及形成在所述第一齿圈处并且与所述卡爪连接的连接件。优选但不是必要地，所述第二传动单元的所述低速齿圈形成为第一直径，所述高速齿圈形成为比所述第一直径小的第二直径，并且所述第二传动单元包括与第一卡爪耦接的第一空转齿轮、与所述第一空转齿轮和所述高速齿圈耦接的第二空转齿轮、以及插入所述第一空转齿轮和所述第二空转齿轮中的轮轴。·根据本公开的传动装置的有益效果在于，形成所述传动装置的齿圈形成为两部分结构，使得所述齿圈的齿轮件可以被制造成斜齿轮的形状，由此可以延长使用寿命以超过常规电机的使用寿命，并且可以降低由齿轮啮合导致的操作噪声。根据本公开的传动装置的有益效果在于，只用钢制造的常规结构也能用塑料或烧结物制造，由此可以延长使用寿命以超过常规电机的使用寿命，并且可以降低部件的制造成本而且提高产率。根据本公开的使用所述传动装置的牵引电机模块的有益效果在于，包括在所述传动装置中的用来改变轮毂单元转速的卡爪的形状从圆带状变为弧形，从而减少作为卡爪组成部件的动力传送销的数量并且减小了支撑所述动力传送销的第一卡爪和第二卡爪的长度，而且可以减少用于装配卡爪的部件和过程的数量，从而显著降低制造成本。
附图描绘了根据本发明概念的一个或多个实施方式，仅仅是以例示的方式，而不是为了限制。在附图中，相同的附图标记指示相同或相似的元件。所包含的附图用以提供对本公开的进一步理解，并且附图并入且构成本申请的一部分，同时例示本公开的实施例，而且与说明书一起用于说明本公开的原理。在附图中图I是示出根据本公开的电动自行车电机的总体结构的侧剖视图；图2是图I的行星齿轮和齿圈的透视图；图3和图4是仅示出图2中的齿圈的透视图；图5和图6是根据本公开第一示例性实施例的齿圈的分解透视图；图7和图8是根据本公开第二示例性实施例的齿圈的分解透视图；图9是示出根据本公开示例性实施例的沿向前方向转动的牵引电机模块的转轴的剖视图；图10是示出根据本公开示例性实施例的沿向后方向转动的牵引电机模块的转轴的剖视图；图11是示出图9中所示的牵引电机模块的卡爪的平面图；图12是图11的‘A’部分的放大图；以及
图13是示出图11的装配为圆形的卡爪的平面图。
具体实施例方式参照附图的图I至图13，可以最好地理解所公开的实施例及其优点，不同的附图中使用相同的标记表示相同或相应的部件。本领域技术人员通过查阅以下附图和详细描述，所公开的实施例的其它特征和优点将会或将变得明显。所有这些额外的特征和优点意在被包括在所公开的实施例的范围内，并且受附图保护。此外，所例示的图仅仅是示例性的，而不是意在主张或暗示对于不同实施例可以实施的环境、架构或过程的限制。因此，所描述的方面意在涵盖落入本发明的范 围和新构思的所有替换、改进和变型。同时，在本文中使用的术语仅用于描述具体的实施方式，而不意在限制本公开。本文中的“第一”和“第二”之类的术语不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个元件和其它元件区分开来。例如，第二组成元件可以被表示为第一组成元件，而不脱离本公开的范围和精神，类似地，第一组成元件可以被表示为第二组成元件。如本文中所使用的，本文中术语“a”和“an”并不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所提及的事项。就是说，如本文中所使用的，单数形式意在包括复数形式，除非上下文清楚地表明不同含义。应当理解，当一个元件被表述为与另一个元件“连接”或“耦接”时，它可以直接地与另一个元件连接或耦接，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被表述为与另一个元件“直接连接”或“直接耦接”时，则不存在中间元件。还应该理解，当用于本说明书时，术语“包括”指明存在所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。此外，“示例性”仅仅意味着表示例子，而不是最好的。还应当理解，为了简单和易于理解的目的，在本文中所描绘的特征、层和/或元件被例示为相对于另一元件而具有特定尺寸和/或方向，并且实际尺寸和/或方向可以与所示的显著不同。就是说，为清楚起见，在附图中，层、区域和/或其它元件的尺寸和相对尺寸可以被夸大或缩小。在全部附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且将省略其重复的说明。在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的示例实施例的用于电动自行车的传动装置的行星齿轮系。图I是示出了根据本公开的电动自行车电机的总体结构的侧剖视图。参照图1，电动自行车电机包括轮毂外壳11、电机20、太阳齿轮30、行星齿轮40和齿圈50。轮毂外壳11呈大致圆柱形状，并且布置在自行车的前轮或后轮的中心轴线处。轮毂外壳11的周边可以布置有自行车轮构件(未示出)，或者可以与自行车轮的内轮处形成的轮毂外壳容纳槽耦接。同时，轮毂外壳11的中心形成有固定轴22。固定轴22固定在电动自行车或电动摩托车的车架的前轮或后轮侧。因此，轮毂外壳11相对于固定轴22转动，以转动与轮毂外壳11耦接的自行车的车轮。
轮毂外壳11中电机20与固定轴22同心地安置。电机20包括转子21a和定子21b，并且转子21a的中心安置有转轴21c。转轴21c与固定轴22同心地安置，并且安置在太阳齿轮30的末端。太阳齿轮30通过接收安置在电机外壳21中的转子21a与定子21b的相互作用所产生的转轴21c的转动效应来转动。行星齿轮40与太阳齿轮30啮合，以随着太阳齿轮30的转动而转动。至少设置三个行星齿轮40，并且行星齿轮40的周边与齿圏50啮合。齿圏50随着行星齿轮40的转动而转动。齿圏50的周边设置有传动齿圈60，其中传动齿圈60通过耦接到形成轮毂外壳11末端的外观的轮毂盖12而转动。连接件被插置于齿圈50与传动齿圈60之间，以响应于转动方向直接传递或阻止转动效应。例如，在向转轴的一个方向转动时，齿圏50的转动通过连接件直接传递到齿圈·60，并且所述外壳通过耦接到传动齿圈60的齿毂(hub gear) 12的转动而转动。同时，在向转轴的另一个方向转动时，阻止齿圏50的转动效应直接传递到传动齿圈60，并且经由连接件通过由定子轴71同心地支撑的行星齿轮模块70来进行转动方向的改变和传递，以便向一个方向转动传动齿圈60转动到一个方向。本公开的特征在于,齿圈50被制造成两部分结构(bipartite structure),从而使齿圈50的齿轮形成单元被制造成斜齿轮(helical gear)。图2是图I的行星齿轮和齿圈的透视图，图3和图4是仅示出图2中的齿圈的透视图。参照图2，三个行星齿轮中每一个的齿轮形状被设置为斜齿轮形状，并且如图3所示，与行星齿轮40啮合的齿圈50的齿轮表面51a同样被设置为斜齿轮的形状。为此，如图5、图6、图7和图8所示，齿圈50形成在安置在齿轮表面51a的内周表面处的齿轮件51上和与齿轮件51相对的表面上，由此根据电机20的向前和向后转动而工作的卡爪件52可以形成为单独的部件。齿轮件51通过连接单元100和200与卡爪件52不可分离地耦接，因此基于连接单元100和200的构造分别说明图5和图6所示的第一示例性实施例以及图7和图8所示的第二示例性实施例。图5和图6是根据本公开第一示例性实施例的通过连接单元100形成的齿圈的分解透视图。参照图5和图6，连接单元100包括多个容纳槽110和容纳凸耳120。容纳槽110以预定深度形成在齿轮件51的与卡爪件52相对的表面的内周表面处。就是说，齿轮件51的内周表面被一分为二,其中一部分形成有齿轮表面51a,齿轮表面51a形成有与行星齿轮40啮合的斜齿轮。其中未形成齿轮表面51a的另一部分设置为平滑的圆柱形，以便能耦接到卡爪件52 (稍后描述)。此时，形成齿轮件51厚度的与卡爪件52相对的表面形成有容纳槽110。容纳凸耳120形成为与容纳槽110的形状相对应的形状，并且优选的是容纳凸耳120突出地并且周向地形成在卡爪件52的与齿轮件51连接的部分的周边。此时，容纳凸耳120的末端优选塑形为弧形，如图所示，在耦接过程中不突出到环形齿轮件51的圆周表面。同时，容纳凸耳120突出地形成在环形板件121的周边，环形板件121延伸地形成在卡爪件52的周向。容纳槽110和容纳凸耳120分别设置为四个，并且连接到齿圈50的中心的虚设线之间的角优选是直角。当然，容纳槽110和容纳凸耳120的数量不限于四个，并且根据需要可以设置三个或超过四个容纳槽110和容纳凸耳120。然而，如果设置少于三个容纳槽110和容纳凸耳120，会出现不能紧密地保持容纳槽110和容纳凸耳120之间的压装耦接的情况，因此优选至少三个以上容纳槽110和容纳凸耳120。同时，容纳凸耳120的厚度优选与容纳槽110的深度相对应。如果容纳凸耳120的厚度大于容纳槽110的深度，则齿圈50的尺寸会过多地增大。图7和图8是根据本公开第二示例性实施例的通过连接单元200形成的齿圈50的分解透视图。参照图7和图8，连接单元200包括插入孔210和突出地形成在板件221处的插入凸耳220。插入孔210形成在环形支撑板211处，进入到该环形支撑板中 ，该环形支撑板211从齿轮件50的内周表面朝向中心突出地形成。支撑板211的直径优选与卡爪件52的
直径相对应。插入凸耳220在环形板件221的与齿轮件51相对的表面上向插入方向突出地形成，环形板件221向卡爪件52的周向延伸地形成。同时，优选的是板件221的外径与支撑板211的外径相对应，板件221的内径与支撑板211的内径相对应。还优选的是在本公开的第二示例性实施例中设置四个插入孔210和四个插入凸耳220，并且由连接到齿圈50的中心的虚设线形成的角为垂直地布置。此外，插入孔210和插入凸耳220各自的形状可以变化地形成，并且如图7和图8所示，插入孔210和插入凸耳220各自的形状可以形成为弧形凸耳和槽。然而，尽管在图7和图8中未示出，但是插入孔210和插入凸耳220各自的形状可以也可以形成为圆柱凸起和圆柱凸起孔。就是说，只要插入孔210和插入凸耳220可以防止齿轮件51和卡爪件52空转，可以形成为任何耦接和支撑构造。同时，优选的是连接单元100、200中的每一个设置为互补的形状，从而通过压装耦接来固定，由此不需要单独的紧固件，从而能快速连接和固定。如前面所述，如果齿轮件51和卡爪件52被配置为单个部件，可以容易地将设置齿轮件51上的齿轮表面51a加工为斜齿轮的形状。此外，可以利用现有技术中的冷锻过程、热锻过程或模制过程成本较低的制造方法来制造斜齿轮的形状。齿圈50的材料可以是钢、塑料或烧结物。因此，由于行星齿轮40和齿圈50被配置为比常规正齿轮使用寿命更长而噪声更小的斜齿轮，因此可以延长传动装置的使用寿命，由此可以降低制造成本。此外，由于用塑料或烧结物制造齿圈50，因此可以提供比常规传动装置更轻的传动装置。同时，根据本公开第二示例性实施例的连接单元100、200是作为例子来提供，只要单独形成的齿轮件51和卡爪件52通过它们自身的耦接牢固地耦接，就可以使用任何耦接类型。下面将参照附图描述根据本公开的牵引电机模块。参照图9到图13，牵引电机模块400包括传动装置，该传动装置进一步包括电机单元1100、轮毂单元1200、第一传动单元1317和第二传动单元1370、以及卡爪1320。电机单兀1100包括外壳1110、定子1120和转子1130。外壳1110包括第一外壳1112和耦接到第一外壳1112的第二外壳1118。第一外壳1112呈盘形,并且第二外壳1118呈在稱接到第一外壳1112的一侧开口的圆柱形。利用螺栓将第一外壳1112紧固到第二外壳1118。沿着第二外壳1118的内周表面容纳定子1120。定子1120包括层叠有若干磁性钢板的芯体1121和缠绕在 芯体1121上的线圈1122。与线圈1122相对的磁体1132被插入转子1130中。附图标记1050是耦接到第一外壳1112的固定轴，以便支撑电动自行车的框架。在本公开的示例性实施例中，当转子1130转动时，固定轴1050、外壳1110和定子1120是固定的。固定轴轴承1060可转动地连接到固定轴1050，以便转动轮毂单元1200，并且固定轴轴承1060包括外轮1061和内轮1062。固定轴轴承1060的外轮1061被紧固到轮毂单元1200，固定轴轴承1060的内轮1062被紧固到固定轴1050的周边。当驱动电机单元1100时，固定轴1050通过连接到电动自行车的框架而处于固定的状态，而与电动自行车的轮辐连接的轮毂单元1200连接到传动装置1380进行转动。为此，轮毂单元1200被紧固到固定轴轴承1060的外轮1061。同时，耦接到固定轴1050的第一外壳1112与可转动地连接到转子1030的转子轴承1070耦接。转子轴承1070的外轮1071被紧固到第一外壳1112，而转子轴承1070的内轮被紧固到转子1130的转轴1131的末端。在向线圈1122施加功率时，转子1130在线圈1122与磁体1132之间互相作用的电磁力作用下转动。转子1130包括转轴1131和磁体1132。转轴1131是转子1130的转动中心，并且转轴1131的末端被插入到转子轴承1070的内轮1072中并且在其中可转动地被支撑。转轴1131耦接到传动装置1380，以利用由在电机单元1100处的转子1130的转轴1131的转动效应产生的驱动力来转动轮毂单元1200。轮毂单元1200包围电机单元1100，可转动地支撑电机单元1100并且通过利用从传动装置1380 (稍后描述)输出的动力来转动。轮毂单元1200可以呈包围电机单元1100的桶形，并且由固定轴轴承1060可转动地支撑。传动装置1380包括第一传动单元1317和第二传动单元1370。第一传动单元1317包括太阳齿轮1310、行星齿轮1312和第一齿圈1314。太阳齿轮1310耦接到转轴1131的另一个末端，以便将电机1100的驱动力传送到行星齿轮1312。太阳齿轮1310与多个行星齿轮1312连接为外切状态，并且太阳齿轮1310与多个行星齿轮1312中的行星齿轮1312啮合。行星齿轮1312中的每一个与第一齿圈1314连接为内切状态，并且与第一齿圈1314啮合。第一齿圈1314形成有连接到卡爪(稍后描述)的连接件1314c。每个行星齿轮1312通过形成在第二外壳1100处的销1316被紧固到第二外壳1100。就是说，每个行星齿轮1312可转动地固定到电机单元1100。在本公开的示例性实施例中，在太阳齿轮1310处的齿形数量(number of toothprofiles)小于在行星齿轮1312处的齿形数量，并且在行星齿轮1312处的齿形数量小于在第一齿圈1314处的齿形数量。根据上述齿形数量，在太阳齿轮1310、行星齿轮1312和第一齿圈1314处实现初步减速。第二传动单元1370包括第二齿圈1330、第一空转齿轮1340、第二空转齿轮1350和轴1360。通过第一齿圈1314、第二齿圈1330、第一空转齿轮1340和第二空转齿轮1350的选择性结合来实现第二传动单元1370的二次减速。初步减速比率是恒定的，而二次减速比率是可变地调节的，由此轮毂单元1200具有在低速模式和高速模式中转换的两级速率。第二齿圈1330包括低速齿圈1332和高速齿圈1334。低速齿圈1332形成为第一直径，在低速齿圈1332的下表面处高速齿圈1334与低速齿圈1332 —体形成。高速齿圈1334形成为比第一直径小的第二直径。低速齿圈1332的齿形数量小于高速齿圈1334的齿形数量，从而在由转轴1131产生的动力被传送到低速齿圈1332时，轮毂单元1200以低速转动，而在由转轴1131产生的动力被传送到高速齿圈1334时，轮毂单元1200以高速转动。
第一空转齿轮1340可转动地耦接到转轴1360并且耦接到卡爪1320 (稍后描述)的第二卡爪1322，第二空转齿轮1350耦接到第一空转齿轮1340并且与高速齿圈1334啮合。转轴1360可转动地支撑第一空转齿轮1340和第二空转齿轮1350，这样导引使得不会脱离轴向方向。当轮毂单元1200转动时轴1360不转动，并且轴1360不转动的状态被标示为附图标记‘F’。第一传动单元1317和第二传动单元1370分别连接到卡爪1320。参照图11和图12，卡爪1320包括第一卡爪1321和第二卡爪1320。在本公开的示例性实施例中，卡爪1320可以由金属件或合成树脂件形成。第 ^爪1321和第二卡爪1322相对地布置到第一齿圈1314,形成与第一齿圈面对的弯曲板形，并且通过底板1323互相连接。例如，第一卡爪1321形成为从第一齿圈1314的转动中心(O)呈90°角的弧形。就是说，第一卡爪1321比第一齿圈1314的圆周长度短，并且通过形成比第一齿圈1314的圆周长度短的第一卡爪1321，可以显著地减少装配部件和装配过程的数量以及制造成本。第一卡爪1321耦接到第一齿圈1314的至少一个部分，并且第一卡爪1321的弯曲表面的长度比第一齿圈1314的弯曲表面的长度短。在本公开的示例性实施例中，例如，弧形的第一卡爪1321形成有三个销孔1321c，其中每个销孔1321c布置有第一动力传送销1321a。销孔1321c形成为防止第一动力传送销1321a脱离的形状，并且第一动力传送销1321a的一部分从第一卡爪1321的内侧和外侧
表面突出。此外，第一^^爪1321包括弯曲形状的销阻挡件1321b，以防止与第一^^爪1321耦接的第一动力传送销1321a向上脱离第一卡爪1321。例如，第二卡爪1322形成为从第一齿圈1314的转动中心(O)呈90°角的弧形。就是说，第二卡爪1322比第一齿圈1314的圆周长度短，并且通过形成比第一齿圈1314的圆周长度短的第二卡爪1322，可以显著地减少装配部件和装配过程的数量以及制造成本。在本公开的示例性实施例中，第二卡爪1322的长度比第一^^爪1321的长度略短。在本公开的示例性实施例中，例如，弧形的第二卡爪1322形成有三个销孔1322c，其中每个销孔1322c布置有第二动力传送销1322a。销孔1322c形成为防止第二动力传送销1322a脱离的形状，并且第二动力传送销1322a的一部分从第二卡爪1322的内侧和外侧表面突出。第二卡爪1322耦接到第一空转齿轮1340的至少一个部分，并且第二卡爪1322的长度比第一齿圈1314的圆周长度短。此外，第二卡爪1322包括弯曲形状的销阻挡件1322b，以防止与第二卡爪1322耦接的第二动力传送销1322a向上脱离第二卡爪1322。在本公开的示例性实施例中，如图13所示，图3中的至少两个卡爪可以串联地互相耦接，四个卡爪1320可以耦接为圆形。
第一卡爪1321的一侧末端形成有耦接槽1321d，从而使得至少两个卡爪1320可以串联地互相耦接，并且第一卡爪1321的与该末端相反的另一末端可以形成有耦接凸耳1321e。此外，在第二卡爪1322中与第一^^爪1321的一侧的末端相对的末端可以形成有耦接凸耳1322d，并且第二卡爪1322的与该末端相反的另一末端可以形成有耦接槽1322e。尽管本公开的示例性实施例描述了棘轮棘爪(ratchet-and-pawl)技术,其中，连接件1314c和卡爪1320互相接触，以将动力仅向一个方向传送并不向其它方向传送，作为向传动装置1380传送转轴1131的驱动力的示例性实施例，第一齿圈1314的连接件1314c和卡爪1320可以以齿轮方式啮合，或者第一齿圈1314的连接件1314c和卡爪1320可以以摩擦轮的方式互相接触。卡爪1320的第一^^爪1321和第二卡爪1322根据电机单元1100的转轴1131的顺时针(CW)和逆时针(CCW)转动可以增大或减小轮毂单元1200的转数。在下文中，电机单元1100的向前转动方向被定义为顺时针(CW)和逆时针(CCW)方向中的任意一个方向，而电机单元1100的向后转动方向被定义为与所述向前方向相反的转动方向。例如，如图I所示，在转子1130的转轴1131和太阳齿轮1310沿CW方向转动的情形下，第一齿圈1134沿CCW方向转动，由此连接件1314c和第一卡爪1321的第一动力传送销1321a互相紧固(0N)，以使得电机单元1100的动力经由第一齿圈1314能被直接传送到第二齿圈1330的低速齿圈1332。因此，与第一^^爪1321啮合的第二齿圈1330的低速齿圈1332向与第一齿圈1314的转动方向相同的CCW方向转动，由此第二齿圈1330在低速模式下转动。此时，向着CCW方向的第二齿圈1330的低转速被表示为第一速度(CCW1)。耦接到第二齿圈1330的轮毂单元1200也以第一速度(CCWl)转动，与第二齿圈1330的转动方向和速率相同。此时，尽管卡爪1320的第二卡爪1322与第一空转齿轮1340对应，但是第二卡爪1322与第一空转齿轮1340之间的耦接根据卡爪1320的操作特性而关闭(0FF)，以防止第二卡爪1322的动力传送达到第一空转齿轮1340。因此，第一空转齿轮1340根据第二齿圈1330和第二空转齿轮1350之间的啮合而处于停止状态或空转。在第一空转齿轮1340空转的情形下，第一空转齿轮1340可以沿CCW方向转动，与沿CCW方向转动的第一齿圈1314的转动方向相同。同时，如图2所示，转子1130和太阳齿轮1310向CCW方向转动，由此在第一齿圈1314向CW方向转动的情形下，第一齿圈1314的连接件1314c与第一卡爪1321之间的耦接被关闭(0FF)，以防止电机1100的动力经第一齿圈1314传送达到第二齿圈1330。此时，卡爪1320的第二卡爪1322与第一空转齿轮1340的耦接关系被开启(0N)，根据卡爪1320的操作特性实现从第二卡爪1322到第一空转齿轮1340的动力传送。因此，第一空转齿轮1340向CW方向转动，与第一空转齿轮1340周向啮合的第二空转齿轮1350向CCW方向转动，以使得与第二空转齿轮1350周向啮合的第二齿圈1330的高速齿圈1334向CCW方向转动。此时，第二空转齿轮1350与第二齿圈1330的高速齿圈1334之间的啮合表面的半径小于第一齿圈1314的第 ^爪1321与第二齿圈1330的低速齿圈1332之间的哨合表面的半径，使得第二齿圈1330在高速模式下向CCW方向转动，该高速模式被表示为第二速度(CCW2)。耦接到第二齿圈1330的轮毂单元1200也在高速的第二速度(CCW2)下转动，与第二齿圈1330的转动方向和转动速率相同。如图9所示，在齿轮齿数比低的高速模式下，在电机单元1100的转轴1131向CW方向转动时，轮毂单元1200具有第一速度(CCW1)的转动方向和速率，第一速度(CCW1)是CCW低速。
如图10所示，在齿轮齿数比高的低速模式下，在电机单元1100的转轴1131向CCW方向转动时，轮毂单元1200具有第二速度(CCW2)的转动方向和速率，第二速度(CCW2)是CCW高速。从以上明显看出，根据本公开的传动装置及牵引电机单元的工业应用性在于，包括在传动装置中的用来改变轮毂单元的转速的卡爪从圆形带状变为弧形，以减少作为卡爪的一个构成部件的动力传送销的数量，并且减小用于支撑动力传送销的第一卡爪和第二卡爪的长度，由此可以减少卡爪中的装配部件的数量和装配过程的数量，从而显著地降低制造成本。尽管已经参照本公开的多个例示实施例描述了本公开，但是应该理解的是，本领域技术人员可以推导出的其它多种改进和实施例将落在本公开的原理的精神和范围之内。更具体地，可以对本公开、附图和所附权利要求书的范围内所讨论的组合排列的组成部件和/或排列方式做出各种变型和修改。除了所述组成部件和/或排列方式的变型和修改外，替换使用对于本领域中的技术人员来说也是显而易见的。
权利要求
1.一种电动自行车电机的传动装置，该传动装置包括 与太阳齿轮啮合的多个行星齿轮，传递电机的转轴的动力； 齿圈，包括与所述行星齿轮的内周表面啮合的齿轮件和形成在所述齿轮件的另一端从而根据向后和向前转动来改变动力的方向的卡爪件，其中所述齿轮件和所述卡爪件是单独的部件；以及 连接单元，将所述齿轮件与所述卡爪件连接，以防所述齿轮件和所述卡爪件相对于轴向空转， 其中，所述多个行星齿轮和所述齿圈的所述齿轮件设置为斜齿轮。
2.根据权利要求I所述的电动自行车电机的传动装置，其中，所述连接单元包括 多个容纳槽，形成在所述齿轮件处所述卡爪件的连接器的内周表面；以及 容纳凸耳，周向地和突出地形成在所述卡爪件处所述齿轮件的连接器的周边，以便与所述容纳槽耦接， 其中所述容纳槽和所述容纳凸耳被压装。
3.根据权利要求2所述的电动自行车电机的传动装置，其中，所述容纳凸耳突出地形成在环形板件的周边，该环形板件向所述卡爪件的周向延伸地形成。
4.根据权利要求2所述的电动自行车电机的传动装置，其中，所述容纳槽和所述容纳凸耳是这样的，连接到所述齿圈的中心的虚设线之间的内角垂直地布置。
5.根据权利要求I所述的电动自行车电机的传动装置，其中，所述连接单元包括 环形支撑板件，延伸地形成在所述齿轮件处所述卡爪件的连接器的内周表面，以具有与所述卡爪件的内径相对应的直径； 插入孔，形成在所述支撑板上，进入到所述支撑板中； 多个插入凸耳，一体地形成在所述卡爪件处，以插入地耦接到所述插入孔中， 其中所述插入孔与所述插入凸耳通过压装方法耦接。
6.根据权利要求5所述的电动自行车电机的传动装置，其中，所述插入凸耳在所述环形板件的与所述齿轮件相对的表面上向插入方向突出地形成，所述环形板件向所述卡爪件的周向延伸地形成。
7.根据权利要求6所述的电动自行车电机的传动装置，其中，所述支撑板件和所述板件互相表面接触。
8.根据权利要求5所述的电动自行车电机的传动装置，其中，所述插入孔和所述插入凸耳是这样的，连接到所述齿圈的中心的虚设线之间的内角垂直地布置。
9.根据权利要求I所述的电动自行车电机的传动装置，其中，所述齿圈由钢、塑料和烧结物中的任意一种形成。
10.一种牵引电机模块，所述模块包括 电机单元，包括向前和向后转动的转轴； 轮毂单元，包围所述电机单元并且相对于所述电机单元转动； 第一传动单元，包括通过所述转轴传送的动力转动的第一齿圈； 第二传动单元，紧固到所述轮毂单元并且包括第二齿圈，该第二齿圈进一步包括低速齿圈和高速齿圈；以及 卡爪，包括沿向前方向转动的所述第一齿圈、将所述第一齿圈与所述低速齿圈连接的第一卡爪、以及通过向后转动将所述第一齿圈与所述高速齿圈连接的第二卡爪，其中所述卡爪形成为长度比所述第一齿圈和所述第二齿圈的圆周长度短。
11.根据权利要求10所述的牵引电机模块，其中，当俯视时，所述卡爪形成为基于所述第一齿圈和所述第二齿圈的各自中心的弧形。
12.根据权利要求11所述的牵引电机模块，其中，当俯视时，所述卡爪形成为90°角。
13.根据权利要求10所述的牵引电机模块，其中，至少两个卡爪串联地耦接。
14.根据权利要求13所述的牵引电机模块，其中，在所述第一卡爪和所述第二卡爪的每个侧表面处形成耦接槽，并且所述第一卡爪和所述第二卡爪的与所述每个侧表面相对的另一个侧表面形成有耦接到所述耦接槽的凸耳。
15.根据权利要求10所述的牵引电机模块，其中，所述第一卡爪和所述第二卡爪中的每一个包括具有相同曲率的弯曲的侧板；形成在各个侧板处的销固定孔；插入到所述销固定孔中的动力传送销；和防止所述动力传送销脱离的销阻挡件。
16.根据权利要求15所述的牵引电机模块，其中，三个动力传送销形成在所述侧板处。
17.根据权利要求10所述的牵引电机模块，其中，所述第一传动单元包括耦接到所述转轴的太阳齿轮、耦接到所述太阳齿轮并与所述第一齿圈内切的多个行星齿轮、以及形成在所述第一齿圈处并且与所述卡爪连接的连接件。
18.根据权利要求10所述的牵引电机模块，其中，所述第二传动单元的所述低速齿圈形成有第一直径，所述高速齿圈形成有比所述第一直径小的第二直径，并且所述第二传动单元包括与所述第一卡爪耦接的第一空转齿轮、与所述第一空转齿轮和所述高速齿圈耦接的第二空转齿轮、以及插入所述第一空转齿轮和所述第二空转齿轮中的轮轴。
全文摘要
本发明提供一种电动自行车电机的传动装置，该传动装置包括与太阳齿轮啮合的多个行星齿轮，传递电机的转轴的动力；齿圈，包括与行星齿轮的内周表面啮合的齿轮件和形成在所述齿轮件的另一端从而根据向后和向前转动来改变动力的方向的卡爪件，其中所述齿轮件和所述卡爪件是单独的部件；以及连接单元，将所述齿轮件与所述卡爪件连接，以防所述齿轮件和所述卡爪件相对于轴向空转，其中，所述多个行星齿轮和齿圈的所述齿轮件设置为斜齿轮。
文档编号B62M11/00GK102951251SQ201210283140
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者安盛焕 申请人:Lg伊诺特有限公司